Задачи по общей химии
Гальваническими элементами
жүктеу/скачать 0.75 Mb. Pdf көрінісі
|
| Гальваническими элементами называют устройства, в которых химическая
энергия окислительно-восстановительных процессов преобразуется в электрическую энергию. Так, реакция CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 в электрохимическом варианте является основой гальванического элемента Даниэля – Якоби, схема которого (–)Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+) отражает систему обозначений для гальванических элементов. Слева записывается анод Zn|Zn2+ – электрод, имеющий меньшее значение электродного потенциала, отрицательный полюс (–), на нем протекает процесс окисления – анодная реакция: Zn –2ē = Zn2+. Справа – катод Cu2+|Cu – электрод, имеющий большее значение электродного потенциала, положительный полюс (+), на нем протекает процесс восстановления – катодная реакция: Cu2+ + 2ē = Cu. Одна вертикальная черта изображает фазовый раздел между металлом и раствором электролита. Двойная вертикальная линия отделяет анодное пространство от катодного. Суммарная реакция, протекающая в гальваническом элементе, называется токообразующей. В случае элемента Даниэля – Якоби токообразующая реакция имеет вид Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+. Максимальная разность потенциалов электродов, которая может быть получена при работе гальванического элемента, называется 118 электродвижущей силой (ЭДС). Обозначается E, измеряется в вольтах. ЭДС элемента равна разности потенциалов катода и анода: E = к – а Стандартная ЭДС равна разности стандартных электродных потенциалов катода и анода: E0 = 0к – 0а. Так, для элемента Даниэля – Якоби стандартная ЭДС равна: Eo = oСu2+/Cu – 0Zn2+/Zn = +0,337 – (–0,763) = +1,100 В. Окислительно-восстановительная реакция, характеризующая работу гальванического элемента, протекает в направлении, в котором ЭДС имеет положительное значение. В этом случае G0х.р . < 0 , так как энергия Гиббса химической реакции и ЭДС связаны соотношением G0 = – nE0F, где n – число электронов, участвующих в электродной реакции; F – постоянная Фарадея, равная 96500 Кл; E0– стандартная ЭДС. Гальванический элемент, состоящий из двух электродов одного и того же металла, погруженных в растворы его соли разной концентрации, представляет собой концентрационный элемент. В этом случае электрод, погруженный в раствор электролита с меньшей концентрацией ионов металла, будет анодом. В качестве катода будет выступать электрод, опущенный в электролит с большей концентрацией ионов металла. жүктеу/скачать 0.75 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|